Advanced Materials and Techniques for Biosensors and Bioanalytical Applications

علوم تجزیه و تحلیل زیستی و زیردامنه فناوری آن، حسگرهای زیستی، موضوعاتی هستند که همیشه در حال تکامل هستند و در تلاش برای بهبود سریع از نظر عملکرد و گسترش دامنه هدف برای برآورده کردن نیازهای گسترده جامعه و بازار هستند. عوامل کلیدی عملکرد یک حسگر زیستی که تحقیق را هدایت می کند عبارتند از انتخاب پذیری، حساسیت، زمان پاسخ، دقت و تکرارپذیری، با الزامات اضافی قابل حمل و ماهیت ارزان آن. این عوامل عملکرد تا حد زیادی توسط مواد و تکنیک های مورد استفاده در این سیستم عامل های زیست تحلیلی کنترل می شوند. انتخاب مواد برای برآوردن این الزامات بسیار مهم است، زیرا تعامل یا دخالت آنها با عناصر تشخیص بیولوژیکی باید این عوامل عملکرد را آغاز یا بهبود بخشد. تکنیک مورد بحث در درجه اول برای مبدل‌های دخیل در تبدیل سیگنال بیوشیمیایی به سیگنال‌های نوری یا الکتریکی کاربرد دارد. در طول سال‌ها، ظهور مواد و تکنیک‌های جدید، عملکرد این سیستم‌های زیست تحلیلی را به شدت بهبود بخشیده است و آنها را قادر می‌سازد تا افق تحلیلی خود را گسترش دهند. این مواد و تکنیک های پیشرفته در تحقیقات زیست تحلیلی و حسگرهای زیستی مدرن نقش اساسی دارند.

مواد و تکنیک های پیشرفته برای حسگرهای زیستی و کاربردهای زیست تحلیلی بررسی جامعی از موضوع، از جمله بستر دانش برای هم دانشگاهیان و هم محققین. با در نظر گرفتن حسگرهای زیستی به عنوان موضوع اصلی این کتاب، طرح کلی در مورد این موضوع با اصول پیش‌زمینه گنجانده شده است، با دامنه گسترش کاربرد کتاب به دوره‌های درسی در مدارس تحصیلات تکمیلی و تحصیلات تکمیلی.

ویژگی ها:

• اصول اولیه در مورد کلاس های مختلف حسگرهای زیستی، پیشرفت ها و کاربردهای اخیر

• مواد هوشمند برای حسگرهای زیستی و سایر دستگاه های تشخیص سریع و قابل حمل

• نانوذرات مبتنی بر کربن و نقاط کوانتومی برای کاربردهای سنجش

• نانوزیم‌ها به عنوان کاتالیزورهای بالقوه برای کاربردهای سنجش

• بیوالکتروشیمیلومینسانس و حسگرهای زیستی مبتنی بر فوتوالکتروشیمیایی

• حسگرهای زیستی الکترونیکی کاغذ و بیوسنسورهای مبتنی بر کاغذ

• بیوسنسورهای میکروبی: هوش مصنوعی، مهندسی ژنتیک، و زیست شناسی مصنوعی

• سلول های سوخت زیستی به عنوان یک پلت فرم انتقال سیگنال

• حسگرهای زیستی مبتنی بر FET، از جمله ISFET و BioFET

این کتاب به عنوان مرجعی برای محققان علمی و یک کتاب درسی است. برای دوره تحصیلات تکمیلی در حسگرهای زیستی و تکنیک‌های پیشرفته زیست تحلیلی.

Bioanalytical science and its technological subdomain, biosensors, are ever-evolving subjects, striving for rapid improvement in terms of performance and expanding the target range to meet the vast societal and market demands. The key performance factors for a biosensor that drive the research are selectivity, sensitivity, response time, accuracy, and reproducibility, with additional requirements of its portability and inexpensive nature. These performance factors are largely governed by the materials and techniques being used in these bioanalytical platforms. The selection of materials to meet these requirements is critical, as their interaction or involvement with the biological recognition elements should initiate or improve these performance factors. The technique discussed primarily applies to transducers involved in converting a biochemical signal to optical or electrical signals. Over the years, the emergence of novel materials and techniques has drastically improved the performance of these bioanalytical systems, enabling them to expand their analytical horizon. These advanced materials and techniques are central to modern bioanalytical and biosensor research.

Advanced Materials and Techniques for Biosensors and Bioanalytical Applications provides a comprehensive review of the subject, including a knowledge platform for both academics and researchers. Considering biosensors as a central theme to this book, an outline on this subject with background principles has been included, with a scope of extending the utility of the book to coursework in graduate and postgraduate schools.

Features:

• Basic principles on different classes of biosensors, recent advances and applications

• Smart materials for biosensors and other rapid, portable detection devices

• Metal nanoparticles and nanocrystals for analytical applications

• Carbon-based nanoparticles and quantum dots for sensing applications

• Nanozymes as potential catalysts for sensing applications

• Bioelectrochemiluminescence and photoelectrochemical-based biosensors

• Paper electronics and paper-based biosensors

• Microbial biosensors: artificial intelligence, genetic engineering, and synthetic biology

• Biofuel cells as a signal transduction platform

• FET-based biosensors, including ISFET and BioFET

This book serves as a reference for scientific investigators and a textbook for a graduate-level course in biosensors and advanced bioanalytical techniques.